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【技術(shù)分享】電光調(diào)制器綜述

來(lái)源: | 作者:hltoptical | 發(fā)布時(shí)間: 2019-05-15 | 15486 次瀏覽 | 分享到:

引言

電光調(diào)制器作為光纖鏈路里必不可少的器件，其性能的優(yōu)略嚴(yán)重影響著系統(tǒng)信號(hào)的發(fā)射和接收。目前市場(chǎng)上使用最普遍的主要是電光調(diào)制器EOM和電吸收調(diào)制器EAM。

電光調(diào)制器，特點(diǎn)：插入損耗小、消光比高，調(diào)制深度和帶寬大。

電吸收調(diào)制器，特點(diǎn)：偏振不敏感、小體積（500微米量級(jí)）方便與激光器集成

目前長(zhǎng)距離光纖通信、微波光子鏈路和光纖傳感、光纖傳感和光纖激光器主要使用的還是電光調(diào)制器。那么電光調(diào)制器為啥使用鈮酸鋰晶體呢？

各類材料屬性對(duì)比詳見(jiàn)下表：

晶體	折射率	電光系數(shù)	相對(duì)介電常數(shù)ε
LiNbO3	2.297/2.208	328	45/20
GaAs	3.42	56	28/43
Inp	3.2	52	12.9
PMMA	1.49	110	2.5

LiNbO3鈮酸鋰晶體在光損耗、工作帶寬和電光（Pockel）效應(yīng)綜合表現(xiàn)來(lái)看，無(wú)疑是最好的。

◆ 鈮酸鋰調(diào)制器的家族成員 ◆

類型	結(jié)構(gòu)原理圖	商用產(chǎn)品
單臂單驅(qū)		10G-JDSU-X5 10G-Oclaro-F10 10G-住友-T.MXH1.5-10PD 20G-富士通-FTM7920FBA 40G-富士通-FTM7938EZ 40G-住友-T.MXH1.5-40PD
單臂雙驅(qū)		10G-住友-T.DKH1.5-10PD
IQ單驅(qū)		40G-富士通-FTM7962EP
IQ雙驅(qū)		40G-富士通-FTM7960EX 40G-住友-T.SBZH1.5-20PD
IQ雙驅(qū)		40G-富士通-FTM7980EDA
雙IQ單驅(qū)		40G-富士通-FTM7967EQA 100G-富士通-FTM7977HQA 100G-住友-T.SBXH1.5PL-25PD

備注：通常Z切驅(qū)動(dòng)電壓小，但其啁啾比較大（大約為±0.7）

◆ 如何評(píng)估其性能優(yōu)略呢？ ◆

1、最大工作頻率fmax：
該參數(shù)主要決定于射頻信號(hào)在射頻線和鈮酸鋰晶體中傳播后，相位在輸出端與光信號(hào)的相位偏移情況。據(jù)報(bào)道國(guó)外實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)160GHz調(diào)制帶寬。

2、調(diào)制深度η：

3、消光比R：

4、半波電壓Vπ：

靜態(tài)工作模式半波電壓測(cè)試如上圖。

5、光帶寬：調(diào)制深度/2

6、模擬帶寬：調(diào)制深度/√2

7、插入損耗LInsertion：

8、啁啾α：

在光纖通信系統(tǒng)里，負(fù)啁啾還是受歡迎的。其大小可以通過(guò)瞬時(shí)頻率隨時(shí)間變化的大小來(lái)表征，也可以利用群延遲色散來(lái)衡量。

◆ 使用中存在的問(wèn)題 ◆

在實(shí)際使用中，為了得到理想的調(diào)制效果需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的控制偏置點(diǎn)，例如實(shí)現(xiàn)高的線性度調(diào)制器需要工作在Q點(diǎn)，或者單邊帶調(diào)制中，IQ調(diào)制器強(qiáng)度臂需要工作在NULL點(diǎn)，相位臂在Q點(diǎn)，然而外界的溫度、外應(yīng)力，特別是外電場(chǎng)（熱電效應(yīng)），會(huì)將其直流偏置點(diǎn)和調(diào)制相位發(fā)生不同程度的漂移，或快或慢的影響調(diào)制效果。因此長(zhǎng)時(shí)間使用調(diào)制器還需要搭配自動(dòng)偏置點(diǎn)控制器。